站在地上的工人用如图所示的装置提升货物.提升空货箱时,在10s的时间内,空货箱沿竖直方向匀速上升3m,工人作用在绳上的力做功120J.货箱中装入16kg的货物A后,在

发布时间:2020-08-08 08:44:08

站在地上的工人用如图所示的装置提升货物.提升空货箱时,在10s的时间内,空货箱沿竖直方向匀速上升3m,工人作用在绳上的力做功120J.货箱中装入16kg的货物A后,在工人拉力FA的作用下,绳子自由端在10s的时间内,沿竖直方向匀速下降12m.不计绳重和滑轮轴摩擦,下列计算结果正确的是A.动滑轮和货箱总重为10NB.拉力FA做功的功率为48WC.用此装置提升货物A的机械效率为80%D.用此装置将20kg货物B提升10m,工人至少做功2000J

网友回答

C
解析分析:①不计绳重和滑轮轴摩擦,拉力做的功是克服空货箱重和动滑轮重做的功,已知拉力做的功和货箱上升的高度,利用功的变形公式得到动滑轮和货箱的总重;
②已知物体质量,可以得到重力,由图知承担物重的绳子有4段,已知动滑轮、货箱和物体的重力,可以得到拉力的大小;已知绳子拉下的长度和时间,可以得到拉下绳子的速度;已知拉力和速度,利用公式P=Fv得到拉力的功率;
③已知拉力、物重和承担物重的绳子段数,利用机械效率变形公式得到滑轮组提升货物A的机械效率;
④已知物体质量,可以得到重力,已知物重和上升高度,利用公式W有用=Gh得到有用功;因为使用机械不可避免地做额外功,所以总功一定大于有用功,机械效率一定小于1.

解答:
A、∵W=Gh,
∴动滑轮和货箱的总重为G0===40N.此选项错误;
B、物体A受到的重力为GA=mAg=16kg×10N/kg=160N,
绳子施加的拉力为FA=(GA+G0)=×(160N+40N)=50N,
绳子拉下的速度为v===1.2m/s,
拉力的功率为PA===Fv=50N×1.2m/s=60W.此选项错误;
C、滑轮组的机械效率为ηA====×100%=80%.此选项正确;
D、物体B受到的重力为GB=mBg=20kg×10N/kg=200N,
滑轮组对物体B做的有用功为W有用=GBhB=200N×10N/kg=2000J.因为使用滑轮组必须做额外功(克服动滑轮和货箱的重力),所以实际做的功一定大于2000J.此选项错误.
故选C.

点评:此题虽是一道选择题,实际是一道综合计算题,考查了滑轮组的特点、机械效率、功率、物重和质量的关系、速度的计算等知识点,掌握基本规律或公式,根据需要灵活选择或变形公式,是解决此题的关键.
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